Implications des communautés bactériennes ferri-réductrices et des paramètres environnementaux dans le fonctionnement et la qualité des sols de rizières (Thaïlande et Côte d'Ivoire)

Involvement of iron reducing bacterial communities and of environmental parameters in the functioning and quality of paddy soils (Thailand and Ivory Coast)

• Auteur / Autrice : Affi Jeanne Bongoua Devisme
• Direction : Jacques Berthelin, Réné Gballou Yoro
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Soutenance le 10/07/2009
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LIMOS
• Jury : Président / Présidente : Roland Poss
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Berthelin, Pierre Renaud, Jean-Charles Munch, Albert Yao-Kouame, Roland Poss, Christian Mustin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Renaud, Jean-Charles Munch

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sols -- Qualité

Fer -- Réduction par les bactéries

Sols -- Salinité

Sols -- Pollution par les métaux lourds

Engrais organiques

Sols -- Microbiologie

Rhizosphère

Riziculture

Mots clés libres

Toxicité ferreuse

Résumé

Ce travail a été effectué pour définir le rôle des bactéries ferri-réductrices sur la mobilisation du fer dans deux types de situations environnementales : l’une où les rizières sont soumises à la salinité et à des apports de matières organiques (Thaïlande) et l’autre où la toxicité ferreuse se développe fortement (Côte d’Ivoire). Diverses approches ont été adoptées allant de la caractérisation des sols et des eaux in situ à des études expérimentales au laboratoire en distinguant l’impact de divers paramètres (amendement organique, salinité, rhizosphère, teneur et nature des matières organiques des sols). Pour les sols de Thaïlande, les résultats montrent que la salinité limite la prolifération des communautés bactériennes. L’apport de matières organiques, même faible, améliore la croissance et les activités des communautés bactériennes dans les zones salines. Une adaptabilité à la salinité est observée pour diverses populations de bactéries constituant des consortia ferri-réducteurs cultivables ou non, comportant au moins 4 à 5 populations identifiées. Ces consortia possèdent, pour certains des populations ferri-réductrices communes à l’ensemble des conditions (salines vs non salines), des populations soit halotolérantes (Clostridium beijerinckii ; Bacillus sp. ; Oceanobacillus sp., Shewanella sp.), soit halophiles (Virgibacillus, Alkaliphilus metalliredigens, Bacillus megaterium), soit halosensibles, favorisant le maintien des activités dans des conditions de milieux variables. En Côte d’Ivoire, les conditions de milieu semble plus réductrices avec la présence d’une forte communauté bactérienne sulfato-réductrice (Desulfovribrio desulfuricans) et d’une forte communauté bactérienne ferri-réductrice, majoritairement fermentaire (Bacillus sp.), qui contribuerait efficacement à la réduction et solubilisation du fer. L’activité bactérienne ferri réductrice délétère en Côte d’Ivoire mais bénéfique en Thaïlande, apparaît comme un paramètre et un indicateur de la qualité des sols de rizières.

This work was performed to define the role of iron reducing bacteria (IRB) on the iron mobilization in two types of paddy fields presented different environmental problems. One is affected by salinity and received organic matter (Thailand) and the other by ferrous toxicity (Ivory Coast). Different approaches were adopted to characterize soil and water properties and determine in experiments populations and activities of IRB. Main parameters involved are salinity, rhizosphere, organic matter and iron bacterial reducing activities. Furthermore, the study of the structure of bacterial populations was done using molecular biology (PCR-TTGE). In Thai paddy soils, the results show that salinity limit bacterial communities proliferation. But the addition of organic matter improves bacterial growth and activities and remediates rice production. Bacterial populations observed in saline and non saline condition, presented halotolerant (Clostridium beijerinckii ; Bacillus sp. ; Oceanobacillus sp., Shewanella sp.), halophile (Virgibacillus, Alkaliphilus metalliredigens, Bacillus megaterium), or halosensitive characteristic, allowing the activity of bacterial communities in different medium conditions. In Ivory Coast paddy soils, the environmental conditions are more reducing with the presence of a large community of sulphate-reducing bacteria (Desulfovribrio desulfuricans). A large diversity of iron reducing communities, predominantly fermentative bacteria (Bacillus sp.), seems to contribute efficiently to iron reduction and solubilization. Iron reducing bacterial activity deleterious in Ivory Coast but beneficial in Thailand, appears as a parameter and indicator of the quality of paddy soil.